RU2454713C1 - Miniature system for gathering and recording flight information - Google Patents

Abstract

FIELD: information technology.

SUBSTANCE: system comprises: a collection and conversion module; a control module; an audio processing module; a secure storage; a module for the accumulated operating time of a miniature on-board recorder (MOR) and the engine in different conditions, wherein the collection and conversion module, the control module, the audio processing module, the secure storage and the module for the accumulated operating time of the MOR and the engine in different conditions are connected to each other by an on-board bus.

EFFECT: high reliability and accuracy and wider field of use, while simultaneously reducing the weight of the system.

1 dwg

Description

Малогабаритная система сбора и регистрации полетной информации относится к информационно-измерительной технике и может быть использована для сбора и регистрации полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий, а также для эксплуатационного контроля систем и оборудования самолетов малой авиации.A small-sized system for collecting and recording flight information relates to information-measuring equipment and can be used to collect and record flight data, save this information in case of flight accidents, as well as for operational control of systems and equipment of small aircraft.

Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, блок контроля, контроллера защищенного накопителя, блока обработки звуковой информации, блок съема информации, блок преобразования цифровых интерфейсов (патент РФ №2230295, МПК G01D 9/00).A known data recording system containing a data collection and conversion unit, a protected drive, a control panel, a control unit, a protected drive controller, an audio information processing unit, an information pickup unit, a digital interface conversion unit (RF patent No. 2230295, IPC G01D 9/00) .

Недостатками известной системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью проверки исправности и правильности приема информации эксплуатационным бортовым накопителем, так как отсутствует обратная связь с блоком сбора и преобразования информации и контроллером защищенного накопителя. При работе с пультом управления нет возможности проверки вводимых данных из-за отсутствия обратной связи с блоком сбора и преобразования, что снижает достоверность вводимой информации. Нет обратной связи на передачу информации на цифровой преобразователь, что не позволяет контролировать достоверность передачи информации на бортовую радиостанцию.The disadvantages of the known system are limited functionality due to the impossibility of verifying the serviceability and correct reception of information by the on-board drive, as there is no feedback from the information collection and conversion unit and the protected drive controller. When working with the control panel, there is no way to verify the input data due to the lack of feedback from the collection and conversion unit, which reduces the reliability of the input information. There is no feedback on the transmission of information to a digital converter, which does not allow to control the reliability of the transmission of information to the on-board radio station.

Недостатком известной системы является ограниченная область применения, так как она не может быть использована на самолетах малой (гражданской) авиации, где не требуется обрабатывать громадные массивы входных сигналов от датчиков и БРЭО, но предъявляются очень жесткие требования как к полноте и достоверности расследования летного происшествия, так и к весу системы.A disadvantage of the known system is its limited scope, since it cannot be used on small (civilian) aircraft, where it is not necessary to process huge arrays of input signals from sensors and avionics, but very stringent requirements are imposed on the completeness and reliability of the investigation of a flight accident, so to the weight of the system.

Технический результат предлагаемого изобретения выражается в повышении надежности, достоверности и в расширении области применения при одновременном снижении веса системы.The technical result of the invention is expressed in increasing reliability, reliability and expanding the scope of application while reducing the weight of the system.

Технический результат достигается тем, что система регистрации данных, содержащая модуль сбора и преобразования, модуль контроля, модуль обработки звуковой информации, защищенный накопитель, снабжена модулем суммарной наработки малогабаритного бортового регистратора (МБР) и двигателя на различных режимах работы, причем модуль сбора и преобразования, модуль контроля, модуль обработки звуковой информации, защищенный накопитель и модуль суммарной наработки МБР и двигателя на различных режимах соединены между собой по внутренней шине.The technical result is achieved by the fact that the data recording system containing the acquisition and conversion module, the monitoring module, the audio information processing module, the protected drive is equipped with a total operating time module for a small-sized on-board recorder (ICBM) and an engine in various operating modes, the acquisition and conversion module the control module, the audio information processing module, the protected drive and the total operating time of the ICBM and the engine in different modes are interconnected via an internal bus.

Все модули системы размещены в одном корпусе малогабаритного бортового регистратора.All modules of the system are located in one case of a small-sized on-board recorder.

На чертеже представлена структурная схема системы регистрации данных.The drawing shows a structural diagram of a data recording system.

Система регистрации данных содержит блок 1 малогабаритный бортовой регистратор (далее по тексту МБР1), состоящий из модулей: модуля 2 сбора и преобразования, выполненного на базе микросхем коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и микропроцессоров, модуля 3 контроля, который, в частности, может быть построен на базе микропроцессорных наборов, цифроаналоговых преобразователей в качестве источников аналоговых тестовых сигналов и формирователей разовых тестовых сигналов, модуля 4 обработки звуковой информации, который может быть построен на базе специализированных микросхем кодеков и микропроцессора со встроенным специальным программным обеспечением для обработки звуковой информации, защищенного накопителя 5, выполненного на базе микросхем энергонезависимой памяти, модуля 6 суммарной наработки. Модуль 6 суммарной наработки представляет собой набор микросхем с энергонезависимой памятью, в которую производится запись средней наработки То и средней наработки на отказ в полете Топ для подтверждения показателей надежности и контроля выработки ресурса блока, кроме того, модуль суммарной наработки может записывать как суммарную наработку двигателя, так и наработку двигателя на различных режимах работы.The data recording system comprises a unit 1 small-sized on-board recorder (hereinafter referred to as MBR1), consisting of modules: module 2 for collecting and converting, made on the basis of switch microcircuits, analog-to-digital converters and microprocessors, control module 3, which, in particular, can be built on the basis of microprocessor sets, digital-to-analog converters as sources of analog test signals and shapers of one-time test signals, module 4 for processing audio information, which may be are based on the codec ASIC and a microprocessor with built-in special software for processing audio data, a secure storage device 5, made on the basis of non-volatile memory chips, the module 6 of the total time. Module 6 of the total operating time is a chipset with non-volatile memory, in which the average time between Then and the average time between failures of the flight Top is recorded to confirm the reliability indicators and control the life of the unit, in addition, the total time to record can be recorded as the total operating time of the engine, and engine operating time in various operating modes.

Система регистрации данных работает следующим образом.The data recording system operates as follows.

Информация (данные), поступающая от датчиков и систем контролируемого объекта на информационные входы МБР1, преобразуется в цифровую форму в модуле сбора и преобразования 2 и через модуль контроля 3 преобразуется к виду, требуемому для записи в защищенный накопитель 5.Information (data) received from sensors and systems of the monitored object at the information inputs of ICBM1 is converted to digital form in the collection and conversion module 2 and, through the control module 3, is converted to the form required for writing to the protected drive 5.

Программа обработки поступающей информации, программа подключения датчиков и систем, частота их опроса, структура информационного кадра, регистрируемая в защищенном накопителе, разрабатываются для каждого конкретного случая применения системы регистрации.A program for processing incoming information, a program for connecting sensors and systems, the frequency of their polling, the structure of the information frame recorded in a secure drive, are developed for each specific application of the registration system.

Опознавательные данные (номер блока, дата, астрономическое время и т.п.), которые также преобразуются для записи в информационные кадры, могут вводиться в МБР1 с пульта управления или с аппаратуры наземной обработки. Вся область памяти накопителя 5 подразделяется на информационную, где хранится вся регистрируемая информация, и служебную, где хранится специальная информация и программы, необходимые для привязки системы регистрации к конкретному объекту контроля.Identification data (block number, date, astronomical time, etc.), which are also converted for recording into information frames, can be entered into the ICBM1 from the control panel or from ground processing equipment. The entire memory area of drive 5 is divided into the information area, where all registered information is stored, and the service area, where special information and programs are stored, which are necessary for linking the registration system to a specific control object.

В каждом цикле записи проводится контроль правильности записи информации путем считывания и передачи ее по внутренней шине с накопителя 5 на вход модуля контроля 3 для сравнения. При обнаружении ошибок производится несколько повторных циклов записи/чтения. В случае если запись осуществляется с ошибкой, принимается решение о дефекте элемента памяти и запись производится в соседний элемент памяти. Номер дефектного элемента записывается в специально отведенную часть служебной области памяти накопителя 5, регистрируемая информация (данные) записывается только в исправные элементы памяти. Кроме того, если число дефектных элементов превысит допустимый уровень, в модуле контроля 3 формируется сигнал отказа, который передается с выхода МБР1 для предъявления оператору через систему отображения информации или индикатор исправности. Одновременно с записью информационных кадров в накопителе 5 в модуль контроля 3 поступают считанные из служебной области памяти накопителя 5 градуировочные характеристики датчиков и эксплуатационные ограничения. Эта информация обрабатывается в модуле 3 с целью выявления выходов режимов управления объектом за допустимые пределы. При обнаружении таких ситуаций в модуле 3 формируются сигналы для последующей регистрации в памяти защищенного накопителя 5 и одновременно эти сигналы с выхода МБР1 поступают на вход системы отображения информации или индикатор на приборной доске для предупреждения летчика о выходе режима управления объекта за допустимые пределы. Кроме того, на вход модуля 2 с выхода модуля 3 периодически подаются тестовые сигналы, формируемые в модуле 3. Эти сигналы обрабатываются модулем 2 аналогично информации от датчиков и результаты передаются на вход модуля 3. Модуль 3 производит сравнение результатов обработки с тестами и по результатам сравнения формирует сигнал исправности/отказа МБР1. Этот сигнал с выходов МБР1 поступает для предъявления оператору и регистрируется в памяти накопителя 5. В процессе полета модуль 3 формирует из информации, полученной из модуля 2 и контрольных тестов блока МБР1, пакет исправности БРЭО и самого блока МБР1, который записывается в определенную зону накопителя 5 и при подключении на земле аппаратуры наземной обработки может оперативно дать экспресс-анализ исправности БРЭО и МБР1, что значительно сокращает время подготовки к повторному вылету.In each recording cycle, the correctness of the recording of information is checked by reading and transmitting it via the internal bus from the drive 5 to the input of the control module 3 for comparison. When errors are detected, several repeated write / read cycles are performed. In case the recording is carried out with an error, a decision is made about the defect of the memory element and the recording is made to the neighboring memory element. The number of the defective element is recorded in a specially allocated part of the service area of the memory of the drive 5, the recorded information (data) is recorded only in serviceable memory elements. In addition, if the number of defective elements exceeds the permissible level, a failure signal is generated in the control module 3, which is transmitted from the output of the ICBM1 for presentation to the operator through the information display system or the health indicator. Simultaneously with the recording of information frames in the drive 5, the calibration characteristics of the sensors and operational limitations, read from the service area of the memory of the drive 5, are received in the control module 3. This information is processed in module 3 in order to identify the outputs of the object control modes beyond the permissible limits. When such situations are detected in module 3, signals are generated for subsequent registration in the memory of the protected drive 5 and at the same time these signals from the output of the ICBM1 are fed to the input of the information display system or an indicator on the dashboard to warn the pilot about the exit of the object's control mode beyond the permissible limits. In addition, test signals generated in module 3 are periodically fed to the input of module 2 from the output of module 3. These signals are processed by module 2 similarly to the information from the sensors and the results are transmitted to the input of module 3. Module 3 compares the processing results with the tests and the results of comparison generates a health / failure signal MBR1. This signal from the outputs of ICBM1 is received for presentation to the operator and recorded in the memory of drive 5. During the flight, module 3 generates from the information received from module 2 and control tests of the ICBM1 block an operational package of avionics and the ICBM1 itself, which is recorded in a specific area of the drive 5 and when ground processing equipment is connected to the ground, it can quickly provide an express analysis of the operational accuracy of avionics and ICBMs1, which significantly reduces the time required to prepare for a second flight.

В модуле 4 поступающая на его входы от СПУ и микрофонов звуковая информация преобразуется в цифровую форму, подвергается обработке по специальным алгоритмам для уменьшения требуемого для его регистрации объема памяти (сжатие информации) и через модуль 3 записывается в защищенный накопитель 5, при этом информация, поступающая от отдельных звуковых каналов, пишется в отдельные зоны информационной области памяти, специально выделенные для этого.In module 4, the sound information arriving at its inputs from the control panel and microphones is converted to digital form, processed using special algorithms to reduce the amount of memory required for its registration (data compression), and through module 3 it is recorded in a protected drive 5, while the information received from separate sound channels, it is written in separate zones of the information area of memory, specially allocated for this.

В процессе преобразования в записываемую звуковую информацию периодически добавляются временные метки, полученные из параметрической информации, поступающей на вход модуля 2, либо генерируемые модулем 4. В этом случае эти же метки включаются и в записываемую параметрическую информацию, что обеспечивает общую временную синхронизацию всех потоков информации в системе.In the process of converting into recorded audio information, time stamps are periodically added, obtained from the parametric information supplied to the input of module 2, or generated by module 4. In this case, the same marks are also included in the recorded parametric information, which provides a general time synchronization of all information flows in system.

При работе с дополнительным накопителем со съемной кассетой, в котором осуществляется запись на съемную кассету с энергонезависимой памятью, в памяти съемной кассеты создается точная копия содержимого модуля 5, причем вся область памяти съемной кассеты, выделенная для записи, подразделяется на отдельные зоны по аналогии с памятью защищенного накопителя 5.When working with an additional drive with a removable cartridge, in which recording is made to a removable cartridge with non-volatile memory, an exact copy of the contents of module 5 is created in the memory of the removable cartridge, and the entire memory area of the removable cartridge allocated for recording is divided into separate zones by analogy with the memory secure drive 5.

В модуль 6 записывается суммарная наработка блока МБР1 при включении питания блока, суммарная наработка в полете - по наличию разовых команды включения двигателя, обжатия шасси или других признаков полетного режима, суммарная наработка двигателя и наработка двигателя на различных режимах работы записывается по информации с датчика оборотов ротора двигателя и датчика температуры двигателя. Все превышения допустимых режимов эксплуатации двигателя хранятся в энергонезависимой памяти и при наземной обработке принимается решение о дальнейшей эксплуатации или отправке двигателя на ремонт, что влияет на безопасность полета.Module 6 records the total operating time of the MBR1 unit when the power is turned on, the total operating time in flight - according to the presence of one-time commands to turn on the engine, squeeze the landing gear or other signs of flight mode, the total operating time of the engine and the operating time of the engine in various operating modes are recorded according to information from the rotor speed sensor engine and engine temperature sensor. All excesses of the permissible operating modes of the engine are stored in non-volatile memory and during ground handling a decision is made on further operation or sending the engine for repair, which affects flight safety.

Информация, записанная в энергонезависимую память модуля 6 суммарной наработки блока МБР1, позволила контролировать выработку ресурса блока для его своевременной замены, используется также для подтверждения показателей надежности (наработка в полете), суммарная наработка двигателя и наработка на различных режимах работы позволила своевременно проводить капитальный ремонт двигателя.The information recorded in the non-volatile memory of module 6 of the total operating time of the MBR1 unit allowed controlling the life of the unit for timely replacement; it is also used to confirm reliability indicators (operating time in flight), the total operating time of the engine and the operating time in various operating modes allowed timely overhaul of the engine .

Наличие двунаправленной связи между МБР1 и блоком съема информации со съемной кассетой позволило контролировать правильность принимаемой информации, между МБР1 и пультом управления - повысить достоверность вводимой информации, между МБР1 и цифровым преобразователем - повысить достоверность передаваемой информации на бортовую радиостанцию.The presence of bi-directional communication between MBR1 and the information retrieval unit with a removable cassette made it possible to control the accuracy of the received information, between MBR1 and the control panel - to increase the accuracy of the input information, between MBR1 and the digital converter - to increase the reliability of the transmitted information to the on-board radio station.

Введение модуля 6 позволило контролировать наработку в полете и суммарную наработку блока МБР1, для подтверждения характеристик надежности, наработку двигателя на различных режимах работы, производить его своевременную замену или ремонт блока и двигателя при выработке ресурса, что влияет на безопасность полетов, повысило оперативность принятия решений за счет получения достоверной информации, сократило время подготовки к повторному вылету и расширило функциональные возможности системы регистрации.The introduction of module 6 made it possible to control the operating time in flight and the total operating time of the MBR1 unit, to confirm the reliability characteristics, the engine operating time in various operating modes, to make timely replacement or repair of the unit and the engine when the resource is depleted, which affects flight safety, increased the efficiency of decision-making for by obtaining reliable information, it reduced the time for preparing for a second flight and expanded the functionality of the registration system.

Размещение всех модулей системы в одном корпусе малогабаритного бортового регистратора позволило уменьшить стоимость, вес и габариты системы регистрации.Placing all the system modules in one housing of a small-sized on-board recorder made it possible to reduce the cost, weight and dimensions of the registration system.

Claims (2)

1. Малогабаритная система сбора и регистрации полетной информации, содержащая модуль сбора и преобразования, модуль контроля, модуль обработки звуковой информации, защищенный накопитель, отличающаяся тем, что снабжена модулем суммарной наработки малогабаритного бортового регистратора (МБР) и двигателя на различных режимах, причем модуль сбора и преобразования, модуль контроля, модуль обработки звуковой информации, защищенный накопитель и модуль суммарной наработки МБР и двигателя на различных режимах соединены между собой по внутренней шине.1. A small-sized system for collecting and recording flight information, comprising a module for collecting and converting, a control module, a module for processing audio information, a protected drive, characterized in that it is equipped with a module for the total operating time of a small-sized on-board recorder (ICBM) and engine in various modes, the module for collecting and transformations, the control module, the audio information processing module, the protected drive and the total operating time of ICBMs and the engine in various modes are interconnected internally her tire. 2. Малогабаритная система сбора и регистрации полетной информации по п.1, отличающаяся тем, что все модули системы размещены в одном корпусе малогабаритного бортового регистратора. 2. The small-sized system for collecting and recording flight information according to claim 1, characterized in that all the modules of the system are located in one housing of a small-sized on-board recorder.